Le protocole MQQT et l'internet des objet (IOT)

publié le 26 avr 2021 par Jean-François SERREAU [1]

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Contenu principal

Description

Présentation générale

Ce module de formation est composé de 7 activités pratiques autour des objets connectés et du protocole MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Les applications terminales des objets connectés sont très généralement alimentées par batteries/piles. La gestion fine de la consommation est alors un enjeu très important. Le choix du protocole de communication doit tenir compte de cette contrainte. MQTT est un protocole particulièrement léger et adapté à l'Internet des objets nécessitant une faible consommation, en effet MQTT est défini sur la couche 4 du modèle OSI et est donc porté par TCP/IP.

Intention pédagogique

Objectifs de la série de TP, intentions pédagogiques :

Acquérir les connaissances et savoir-faire nécessaires à la mise en œuvre du protocole MQTT sur différents supports dans le cadre du référentiel du BTS Systèmes Numériques options Informatique/Réseaux et Électronique/Communications.

À l’issue de la formation l’étudiant sera capable de réaliser un node et un broker communiquant avec MQTT la température d’une pièce et d’afficher graphiquement son évolution sur une application distante et sur un programme local sur PC

Motivations technologiques :

Les applications terminales des objets connectés sont très généralement alimentées par batteries/piles. La gestion fine de la consommation est alors un enjeu très important. Le choix du protocole de communication doit tenir compte de cette contrainte.

Une série de TP propose de découvrir le protocole MQTT et sa mise en œuvre sur un microcontrôleur, un nano-ordinateur et une application sur PC.

Pédagogie :

Les travaux pratiques se réalisent de manière très autonome. Les TP sont développés sous forme de « tutos » et d’exercices afin de placer l’étudiant en situation d’autonomie dans son apprentissage. Le cours étant très imbriqué aux TP, l’étudiant peut-être mis en situation d’autonomie après une présentation courte d’une dizaine de minutes par le professeur. Le professeur peut alors apporter une aide individualisée et efficace aux étudiants.

Des évaluations «formatives » sont également proposées afin de permettre à l’élève de situer sa progression.

Remarques :

Les travaux pratiques sont initialement destinés à des étudiants préparant le BTS Systèmes Numériques options IR et EC. La formation est particulièrement adaptée à la préparation des étudiants à une activité de projet en autonomie.

La formation étant relativement généraliste, les professeurs enseignants en pré-bac STI2D ou en écoles d’ingénieurs pourront aisément adapter les TP aux potentiels de leurs élèves et aux objectifs de leurs référentiels.

Savoirs, compétences et CI

Compétences visées:

Référentiels par compétences [3]
- BTS [4]
  - BTS Systèmes Numériques [5]

Savoirs associés:

Référentiels par savoirs [15]
- BTS [16]
  - BTS Systèmes Numériques [17]

Fichiers et liens

Diaporama presentation_MQTT [33]

1 cours protocole MQTT [34]

1a TD MQTT [35]

2 premier essai MQTT [36]

3 client MQTT sur RPi [37]

4 client MQTT sur STM32 [38]

4b STM32 affichage graphique thethingspeak [39]

5 RPi affichage graphique thethingspeak [40]

6 broker MQTT sur RPi [41]

7 Client MQTT avec Qt creator [42]

Documents des TP au format PDF [43]

sources corrigé TP [44]

Liens:
[1] https://eduscol.education.fr/sti/utilisateurs/jean-francois-serreau?node=13195
[2] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/13195/13195-paste-1617006027.png
[3] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-competences/referentiels-par-competences
[4] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences/bts
[5] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts/bts-systemes-numeriques
[6] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques/c3-concevoir
[7] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques-c3-concevoir/c310-realiser-la-conception
[8] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques-c3-concevoir/c34-valider-le-choix-dune
[9] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques/c4-realiser
[10] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques-c4-realiser/c41-cabler-etou-integrer-un
[11] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques-c4-realiser/c43-installer-et-configurer-une
[12] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques-c4-realiser/c44-fabriquer-sous-ensemble-ou
[13] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques/c6-exploiter
[14] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bts-bts-systemes-numeriques-c6-exploiter/c61-superviser-le
[15] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-savoirs
[16] https://eduscol.education.fr/sti/r-f-rentiel-savoirs/bts
[17] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/bts-systemes-numeriques
[18] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s4-developpement-logiciel
[19] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s47-langages-de-programmation
[20] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s5-solutions-constructives-des-systemes-dinformation
[21] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s54-supervision-dun-process
[22] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s55-securite-des-informations
[23] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s6-systemes-dexploitation
[24] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s61-notions-fondamentales
[25] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s64-systemes-embarques
[26] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s7-reseaux-telecommunications-et-modes-de-transmission
[27] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s71-concepts-fondamentaux-de-la-transmission
[28] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s710-services-web
[29] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s72-concepts-fondamentaux-des-reseaux
[30] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s73-protocoles-de-bas-niveau
[31] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s79-applications-utilisateur
[32] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/s8-tests-et-validation
[33] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-diaporama-presentation-mqtt.pptx
[34] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-1-protocole-mqtt.docx
[35] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-1a-td-mqtt.docx
[36] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-2-premier-essai-mqtt.docx
[37] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-3-client-mqtt-sur-rpi.docx
[38] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-4-client-mqtt-sur-stm32.docx
[39] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-4b-stm32-affichage-graphique-thethingspeak.docx
[40] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-5-rpi-affichage-graphique-thethingspeak.docx
[41] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-6-broker-mqtt-sur-rpi.docx
[42] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-7-client-mqtt-avec-qt-creator.docx
[43] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-documents-des-tp-au-format-pdf.zip
[44] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/13195/13195-sources-corrige-tp.zip